پایان کار نیمه تمام وویجر / جیمز وب نخستین تصاویر از شفق های مرموز نپتون را منتشر کرد

به گزارش ترند روز تصاویر جدیدی که توسط «تلسکوپ فضایی جیمز وب» (JWST) به ثبت رسیده برای نخستین بار شفق ها را در سیاره نپتون نشان می دهد.

بر اساس گزارش زومیت تلسکوپ فضایی قدرتمند ناسا موفق به رصد شفق های فروسرخ شده است که به واسطه مولکول های خاصی به نام کاتیون های تری هیدروژن (H3+) شکل می گیرند. این یافته ها در مطالعه ای که ۲۶ مارس در مجله «نیچر» منتشر شد مورد بررسی قرار گرفته است. دانشمندان بیش از سی سال پیش شفق ها را در سیاراتی مانند مشتری زحل و اورانوس شناسایی کردند اما شفق های نپتون تا به حال از دید محققان دور مانده بودند.

شفق ها زمانی ایجاد می شوند که ذرات باردار و پرانرژی خورشیدی در میدان مغناطیسی یک سیاره به دام می افتند. این میدان ها ذرات را به سمت قطب های مغناطیسی هدایت می کنند جایی که با مولکول های جوی برخورد می کنند یونیزه و درخشان می شوند.

برخلاف شفق های زمین که در عرض های جغرافیایی نزدیک به قطب ها شکل می گیرند شفق های نپتون در نزدیکی عرض های میانی این سیاره ظاهر می شوند. این موضوع به دلیل کج بودن ۴۷ درجه ای میدان مغناطیسی نپتون از محور چرخش آن است؛ بنابراین قطب های مغناطیسی نپتون بین قطب های جغرافیایی و استوا قرار دارند تقریباً در جایی که آمریکای جنوبی روی زمین واقع شده است. علاوه بر این شفق های نپتون با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند.

در سمت چپ تصویری با رنگ های تقویت شده از نپتون توسط تلسکوپ فضایی هابل ناسا گرفته شده است. در سمت راست این تصویر با داده هایی از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا ترکیب شده است. لکه های آبی رنگ که نمایانگر فعالیت شفقی هستند و ابرهای سفید داده هایی از طیف سنج فروسرخ نزدیک وب (NIRSpec) هستند که روی تصویر کامل سیاره از دوربین میدان وسیع ۳ هابل قرار گرفته اند.

«هنریک ملین» دانشمند سیاره شناس دانشگاه نورثامبریا در بریتانیا در بیانیه ای اظهار داشت: «به نظر می رسد که تنها با حساسیت فروسرخ نزدیک تلسکوپ وب امکان تصویربرداری واقعی از فعالیت شفقی در نپتون فراهم شده است.» او افزود: «نه تنها دیدن خود شفق ها بلکه جزئیات و وضوح آن ها واقعاً مرا شگفت زده کرد.»

در ژوئن ۲۰۲۳ پژوهشگران با استفاده از طیف نگار فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب به جستجوی کاتیون تری هیدروژن پرداختند که نشانه ای از فعالیت شفقی در جو غنی از هیدروژن غول های گازی منظومه شمسی است.

کاوشگر «وویجر ۲» ناسا در سال ۱۹۸۹ از کنار نپتون عبور کرد اما ابزارهای آن قادر به شناسایی کاتیون یادشده نبودند. از آن زمان دانشمندان در مراکز تحقیقاتی مختلف از جمله «تلسکوپ کک» در هاوایی و مرکز تلسکوپ فروسرخ ناسا به دنبال این مولکول در جو نپتون بوده اند اما با وجود آنکه پیش بینی می شد این مولکول باید وجود داشته باشد تلاش های آنان بی نتیجه مانده بود.

اما این بار جیمز وب موفق به شناسایی تری هیدروژن شد و محققان همچنین تغییرات غیرمنتظره ای را در جو نپتون مشاهده کردند. ملین در این باره گفت: «من واقعا شگفت زده شدم. جو فوقانی نپتون چند صد درجه خنک تر شده است [نسبت به زمان عبور وویجر].» او ادامه داد: «در واقع دمای نپتون در سال ۲۰۲۳ کمتر از نیمی از دمای آن در سال ۱۹۸۹ است.»

افت دما ممکن است توضیح دهد که چرا شناسایی تری هیدروژن توسط دانشمندان در نپتون بسیار دشوار بوده است. محققان بیان کردند که شفق ها در شرایط سرد به طرز قابل توجهی کم رنگ تر به نظر می رسند و نوری که از ابرهای نپتون منعکس می شود ممکن است باعث اختلال در مشاهده آن ها شود.

«لی فلتچر» یکی از نویسندگان تحقیق و دانشمند سیاره شناس در دانشگاه لستر بریتانیا در بیانیه ای گفت: «زمانی که به آینده نگاه می کنیم و به ماموریت های آتی با مقصد اورانوس و نپتون فکر می کنیم اکنون متوجه هستیم که داشتن ابزارهایی که به طول موج های نور فروسرخ تنظیم حساس هستند برای ادامه تحقیقات در مورد شفق ها چقدر حیاتی خواهد بود.» او همچنین افزود: «این رصدخانه در نهایت دریچه ای به یونوسفر پنهان این سیارات غول پیکر گشوده است.»

۵۸۵۸